როგორ გამოვთვალოთ მაგნიტური ველის ძალის დიაპაზონი სიგრძისა და ფლქსის სიმკვრივის კონფიგურაციების შესაბამისად?

მაგნიტური ველის ძალის (Magnetic Field Strength, $\mathrm{<br>}$H) და მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივის (Magnetic Flux Density, $\mathrm{<br>}$B) სიგრძეზე დაყრდნობით დათვლისთვის საჭიროა ეს ორი რაოდენობის შორის ურთიერთდამოკიდებულების გაგება. მაგნიტური ველის ძალა $\mathrm{<br>}$H და მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი $\mathrm{<br>}$B ჩვეულებრივ დაკავშირებულია მაგნიტური მრუდით (B-H მრუდი) ან პერმეაბილობით ( $\mathrm{<br>}$μ).

1. ძირითადი ფორმულა

• მაგნიტური ველის ძალა   $\mathrm{<br>\; }$H და მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი   $\mathrm{<br>\; }$B შორის ურთიერთდამოკიდებულება შეიძლება გამოიხატოს შემდეგი ფორმულით:

• სადაც:

• B არის მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი, რომელიც იზორიგება ტესლაში (T).

• $\mathrm{<br>\; }$H არის მაგნიტური ველის ძალა, რომელიც იზორიგება ამპერში მეტრზე (A/m).

• $\mathrm{<br>\; }$μ არის პერმეაბილობა, რომელიც იზორიგება ჰენრიში მეტრზე (H/m).

• პერმეაბილობა   $\mathrm{<br>\; }$μ შეიძლება დაეყრდნოს თავისუფალი სივრცის პერმეაბილობას   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 და შერეულ პერმეაბილობას   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μr-ის პროდუქტზე:

• სადაც:

• μ0 არის თავისუფალი სივრცის პერმეაბილობა, რომელიც არის აპროქსიმაციურად  $\mathrm{<br>\; }$4π×10−7H/m.

• μr არის მასალის შერეული პერმეაბილობა, რომელიც არის აპროქსიმაციურად 1 არამაგნიტური მასალებისთვის (როგორიცაა ჰაერი, ნახევრი, ალუმინი), ხოლო ფერომაგნიტური მასალებისთვის (როგორიცაა რკინა, ნიკელი) შეიძლება იყოს ძალიან მაღალი (ასებიდან ათასებამდე).

2. მაგნიტური ველის ძალის H დათვლა B და μ-ის ცოდნით $\mathrm{<br>}$H და  $\mathrm{<br>}$B და  $\mathrm{<br>}$μ

თუ თქვენ იცით მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი $\mathrm{<br>}$B და პერმეაბილობა $\mathrm{<br>}$μ, შეგიძლიათ დაითვალოთ მაგნიტური ველის ძალა $\mathrm{<br>}$H ზემოთ მოცემული ფორმულით:

მაგალითად, თუ თქვენ გაქვთ რკინის ბუშტის ტრანსფორმატორი მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივით B=1.5T და შერეული პერმეაბილობით μr=1000, მაშინ:

3. არაწრფივი მაგნიტიზაციის მრუდების განხილვა

ფერომაგნიტური მასალებისთვის პერმეაბილობა $\mathrm{<br>}$μ არ არის მუდმივი, არამედ იცვლება მაგნიტური ველის ძალა H-ის შესაბამისად. პრაქტიკაში, გარკვეული მაგნიტური ველის ძალების შემთხვევაში, პერმეაბილობა შეიძლება დრასტიულად შეიკლირდეს, რაც მიიღებს მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივის B დანარჩენი ზრდის დახურვას. ეს არაწრფივი ურთიერთდამოკიდებულება აღწერილია მასალის B-H მრუდით.

• B-H მრუდი: B-H მრუდი აჩვენებს, როგორ იცვლება მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი   $\mathrm{<br>\; }$B მაგნიტური ველის ძალა   $\mathrm{<br>\; }$H-ის შესაბამისად. ფერომაგნიტური მასალებისთვის, B-H მრუდი ჩვეულებრივ არაწრფივია, განსაკუთრებით მისი სატურაციის წერტილის მიახლოვებისას. თუ თქვენ გაქვთ თქვენი მასალის B-H მრუდი, შეგიძლიათ დაადგინოთ მაგნიტური ველის ძალა   $\mathrm{<br>\; }$H შესაბამისი H მნიშვნელობის პოვნით მოცემული B-ისთვის.

• B-H მრუდის გამოყენება:

1. განათვალიერეთ მოცემული მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი  $\mathrm{<br>\; }$B B-H მრუდზე.

2. წაიკითხეთ შესაბამისი მაგნიტური ველის ძალა H მრუდიდან.

4. მაგნიტური წრედის სიგრძის განხილვა

თუ თქვენ ასევე განხილული გაქვთ მაგნიტური წრედის გეომეტრია (როგორიცაა ბუშტის სიგრძე l), შეგიძლიათ გამოიყენოთ მაგნიტური წრედის კანონი (ანალოგიური ელექტრომაგნიტური წრედის კანონი) მაგნიტური ველის ძალის დათვლაში. მაგნიტური წრედის კანონი შეიძლება გამოიხატოს შემდეგი ფორმულით:

სადაც:

• $\mathrm{<br>\; }$F არის მაგნეტომოტიური ძალა (MMF), რომელიც იზორიგება ამპერ-ტურში (A-turns).

• $\mathrm{<br>\; }$H არის მაგნიტური ველის ძალა, რომელიც იზორიგება ამპერში მეტრზე (A/m).

• $\mathrm{<br>\; }$l არის მაგნიტური წრედის საშუალო სიგრძე, რომელიც იზორიგება მეტრში (m).

მაგნეტომოტიური ძალა $\mathrm{<br>}$F ჩვეულებრივ დადგენილია მიმართული დენით $\mathrm{<br>}$I და კოილის ტურების რაოდენობით $\mathrm{<br>}$N:

ამ ორი განტოლების კომბინაციით მიიღებთ:

ეს ფორმულა სასარგებლოა, როდესაც თქვენ იცით მაგნიტური წრედის სიგრძე $\mathrm{<br>}$l და კოილის პარამეტრები (ტურების რაოდენობა N და დენი I).

5. ნაბიჯების შეჯამება

1. დაადგინეთ მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი    $\mathrm{<br>\; }$B: გამოიყენეთ მოცემული მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივი    $\mathrm{<br>\; }$B.

2. აირჩიეთ შესაბამისი პერმეაბილობა    $\mathrm{<br>\; }$μ: წრფივი მასალებისთვის (როგორიცაა ჰაერი ან არამაგნიტური მასალები), გამოიყენეთ თავისუფალი სივრცის პერმეაბილობა    ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0. ფერომაგნიტური მასალებისთვის, განიხილეთ შერეული პერმეაბილობა μr, ან გამოიყენეთ B-H მრუდი.

3. დაადგინეთ მაგნიტური ველის ძალა H: გამოიყენეთ ფორმულა H=μB ან წაიკითხეთ შესაბამისი    $\mathrm{<br>\; }$H მნიშვნელობა B-H მრუდიდან.

4. განხილეთ მაგნიტური წრედის სიგრძე (თუ საჭიროა): თუ თქვენ გსურთ განხილოთ მაგნიტური წრედის გეომეტრია, გამოიყენეთ მაგნიტური წრედის კანონი H=lN⋅I შემდგომი ანალიზისთვის.

დაჯილდოვება